JP2020101076A - 削岩機、削岩リグ、および測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】削岩機、削岩リグ、および削岩中の物理的なフィーチャ（特徴）を測定する検知デバイスが、掘削工具の衝撃パルスによって故障する。【解決手段】削岩機６は、屈曲可能検知コード２０と接続状態で配置される１つまたは複数の検知デバイス１９を備える。検知コード２０は、フィード通路２１を介して掘削工具８のフラッシング通路１５に送られる。【選択図】図３

Description

本発明は、掘削プロセス中に検知データを採取するための検知手段を備える削岩機に関係する。

本発明は、削岩リグおよび削岩中に少なくとも１つの物理的フィーチャを測定する方法にさらに関係する。

本発明の分野は、独立請求項のプリアンブルにおいてより具体的に規定される。

鉱山、建設現場において、また、他の作業エリアにおいて、異なるタイプの削岩リグが使用される。削岩リグは１つまたは複数のブームを備え、削岩ユニットはドリルホールを掘削するためにブームの遠位端に配置される。正確かつ効果的な掘削は、掘削プロセス中に測定し、データを採取することを必要とする。従来、検知は、ドリルホールの外に位置する検知デバイスによって実行される。しかしながら、検知デバイスが、掘削工具に、掘削管またはドリルビットに一体化される解決策が存在する。そして、検知デバイスは、大きい機械的負荷および衝撃パルスを受け、検知デバイスを故障させる。さらに、ドリルホールの下部からのデータ送信は非常に大きな問題であった。

本発明の目的は、新規でかつ改善された、削岩機、削岩リグ、および削岩中に測定することを実行するための方法を提供することである。

本発明による削岩機は、第１の独立の装置の請求項の特徴付けフィーチャを特徴とする。

本発明による削岩リグは、第２の独立の装置の請求項の特徴付けフィーチャを特徴とする。

本発明による方法は、独立の方法の請求項の特徴付けフィーチャおよびステップを特徴とする。

開示される解決策の考えは、削岩機の基本構造が、本体、および、回転デバイスであって、その長手方向軸の周りに回転要素を回転させるように構成される、回転デバイスを備えることである。回転要素は、本体の前端部分に位置し、掘削工具に接続可能である。掘削工具は、フラッシング剤が掘削工具を通して、掘削されたホールまで送られることを可能にする中央フラッシング通路を備える。掘削機は、１つまたは複数の検知デバイスを同様に備える。

さらに、掘削機の構造は、フィード通路を備え、フィード通路は、フィード通路を通して掘削工具の上記フラッシング通路まで検知コードを送ることを可能にする。検知コードは、フィード通路を通して、接続可能掘削工具の中央フラッシング通路に挿入されるように構成される細長い屈曲可能要素である。これは、フィード通路およびフラッシング通路が互いに接続状態にあることを意味する。上記１つまたは複数の検知デバイスは、検知コードと接続状態で配置される。換言すれば、１つまたは複数の検知デバイスは、検知コードによって掘削工具の内部に入ることができる。

開示される解決策の利点は、検知システムの耐久性が改善されることである。開示される解決策は、掘削プロセス中にかつモニターされるターゲット要素またはターゲットポイントに接近してデータを収集することを可能にする。検知コードは、検知デバイスに連続した物理的接触を提供し、それにより、検知デバイスは、連続して制御下にあり、その移動は、正確に制御され得る。

検知デバイスが、掘削中にフラッシング通路の内部にあるとき、熱および他の有害な作用を回避することができる。こうして、検知デバイスの動作寿命はより長くなることができ、検知デバイスが故障する場合、交換することが簡単かつ迅速である。

開示される解決策のさらなる利点は、開示される解決策が、異なるタイプのセンサが利用されることを可能にすることである。それにより、解決策は、掘削のための多用途の検知システムを提供する。

一実施形態によれば、検知デバイスは、掘削中に掘削工具に対して可動である。そして、検知デバイスは、フラッシング通路の内部で所望の位置まで移動して、掘削工具の所望の部分または要素上でモニタリングデータを発生することができる。

一実施形態によれば、上記フィード開口フィーチャは、後方送り、側面送り、ピストンを通した送り、回転要素を介した送り、アダプター要素を介した送りなどを含む。

一実施形態によれば、検知コードは別体の検知デバイスを備える、または、検知コードは検知デバイス自身として役立つ。

一実施形態によれば、開示される解決策は、回転掘削において実装される。そして、検知コードは、回転ヘッドまたは回転ハブおよびそのトルク伝達機械要素を介して掘削工具のフラッシングチャネルに送られる。

一実施形態によれば、削岩機の回転要素はトルク伝達機械要素である。そのため、回転要素は、例えば、シャンクまたは回転ハブであることができる。

一実施形態によれば、開示される解決策は、パーカッション掘削において実装される。

一実施形態によれば、開示される解決策は、トップハンマー掘削において実装され、衝撃デバイスおよび回転デバイスは、掘削される岩盤に向くドリルビットに対して掘削工具の対向端に位置する。検知コードは、回転デバイスの回転要素を通して送ることができる。

一実施形態によれば、開示される解決策は、ダウンザホール（ＤＴＨ：ｄｏｗｎ−ｔｈｅ−ｈｏｌｅ）掘削において実装され、衝撃デバイスは、ドリルビットに接近しかつ回転デバイスに対して掘削工具の対向端に位置する。検知コードは、回転ヘッドまたは回転ハブの回転要素を通して送られる。

一実施形態によれば、開示される解決策は、伸長ロッド掘削またはロングホール掘削において実装される。そして、掘削工具は、掘削工具の遠位端に、２つ以上の中空伸長ロッドおよびドリルビットを備える。

一実施形態によれば、開示される解決策は、フェイス掘削において実装される。そして、掘削工具は、掘削工具の遠位端に、１つの単一中空ドリルロッドおよびドリルビットを備える。

一実施形態によれば、シャンクなどの回転要素は、シャンクの前端から後端に向かって或る軸方向距離だけ延在する中央幅広化セクションを備える。そして、回転要素またはシャンクは、検知コードの遠位端に位置する検知デバイスまたはユニットを、幅広化セクションの内部に受け取ることができ、またそれにより、掘削工具の変更中に検知器具のためのシェルターを提供することができる。

一実施形態によれば、検知コードは、削岩機の本体を通して軸方向に導かれる。換言すれば、掘削工具と削岩機との間にコード送り手段を備えるアダプターなどの別個の要素が全く存在しない。削岩機の本体は、本体の後端に位置することができるフィードポートを備える。そして、解決策は後方送り原理を実装する。しかしながら、フィードポートは、本体構造内の後端以外の他のところに同様に位置することができる。軸方向後方送りの利点は、回転コネクタならびに他の感応型でかつ容易に故障する機械コンポーネントが使用される必要がないことである。

一実施形態によれば、削岩機は、側面送り手段及びフィーチャを備える。そして、削岩機は、本体の側面上に位置する少なくとも１つのフィードポートを備える。換言すれば、削岩機は、回転デバイスと後カバーとの間に側面送り接続部を備える。

一実施形態によれば、上記フィード通路は、削岩機全体を通して軸方向に延在する。そして、検知コードの送りは、後方送り原理を実装する。後方送りの利点は、送りシステムが、削岩機の回転機械要素と同じ軸方向ライン上に搭載することができ、それにより、複雑な回転継手および接続要素の使用を回避することができることである。さらに、幾つかの構造において、機械内のどこにでもではなく削岩機の後に、フィード通路および必要とされる送り手段を配置するための多くの自由空間が存在する。

一実施形態によれば、削岩機の本体は、削岩機の後端にかつシャンクを備える前端に対向して後カバーを備え；後カバーは、後カバーを通る検知コードの通過を可能にする開口を備える。

一実施形態によれば、上記フィード通路は、削岩機の側面上に第１の開口を有し、フィード通路の第２の開口はフラッシング通路と接続状態にあり、それにより、検知コードの送りは側面送り原理を実装する。

一実施形態によれば、削岩機は衝撃デバイスを備える。さらに、上記フィード通路は、同様に衝撃デバイスを通過する。

一実施形態によれば、衝撃デバイスは、本体の内部に可動に配置され、シャンクの後端を打つように構成されるパーカッションピストンを備え；パーカッションピストンは、パーカッションピストンを通して軸方向に延在し、シャンクの対応する開口と常時接続状態にある中央開口を備える。

一実施形態によれば、衝撃デバイスは、シャンクに方向付けられる衝撃パルスを発生するように構成される細長い衝撃要素を備える。

一実施形態によれば、上記フィード通路はフラッシングフィードポートと流体接続状態にあり、それにより、検知開口は、フラッシング流体がそこを通して掘削工具まで運ばれる流体導管として同様に働くように構成される。換言すれば、検知コードおよびフラッシングシステムは同じフィードシステムを利用する。

一実施形態によれば、検知コードのフィード通路は、フラッシングシステムを有する同じ空間に接続される。そのため、フィード通路は、回転要素の一部分を囲むフラッシングチャンバに接続することができる。そして、検知コードを、フラッシングチャンバを介して掘削工具のフラッシング通路まで運ぶことができる。

一実施形態によれば、少なくとも１つの検知デバイスは、検知コードの遠位端部分に接続される。

一実施形態によれば、検知デバイスはセンサまたは測定器具である。

一実施形態によれば、少なくとも１つの検知デバイスは検知コードに直接接続される。

一実施形態によれば、検知コードの遠位端に、１つまたは複数の検知デバイスを備える検知ユニットが存在する。

一実施形態によれば、１つまたは複数の検知デバイスは、検知コードの遠位端から所定の距離において接続される。

一実施形態によれば、少なくとも２つの異なるタイプの検知デバイスは、検知コードに接続される、または、検知ユニットに位置する。

一実施形態によれば、検知コード自体は、検知デバイスとして役立つように構成される。そして、検知コードは、ファイバー光学に基づくセンサであることができる。

一実施形態によれば、１つまたは複数の小型検知デバイスは、検知コードの構造内に一体化することができる。

一実施形態によれば、少なくとも１つの検知デバイスは、以下：オーディオセンサ、温度センサ、加速度センサ、力センサ、位置センサ、カメラ、ジャイロスコープ、または電磁センサのうちの１つである。

一実施形態によれば、実際には、検知デバイスは、以下のデバイス：ＩＲセンサ、ＩＲカメラ、歪ゲージ、光ファイバーセンサ、マイクロフォン、振動センサ、レーザースキャナ、ＬＩＤＡＲ、ビデオカメラ、誘導センサの１つまたは複数を備えることができる。

一実施形態によれば、開示される解決策において実装される１つまたは複数の検知デバイスは、掘削工具との物理的固定接続部がなく、それにより、検知デバイスの動作寿命が長い場合がある。

一実施形態によれば、検知デバイスは、掘削工具の内部で、最大加速度が存在するドリルビットからの距離に位置決めすることができる。こうして、検知デバイスの動作寿命を延長することができる。

一実施形態によれば、検知コードは少なくとも１つのデータ伝送要素を備え、それにより、検知コードは、機械的力伝達要素としてまたデータ伝送要素として役立つ２重の目的を有する。

一実施形態によれば、検知コードの断面は、外側ケーシングを備え、外側ケーシングは、少なくとも長手方向力を伝達するように構成され、外側ケーシングの内部のデータ伝送要素のための機械的保護を提供する。そのため、検知コードの断面は管状であることができ、それにより、データ伝送要素は中空内側空間の内部にある、または代替的に、外側ケーシングによって制限された内側空間は、伝送要素が内側空間を通して挿入された後に充填材で充填される。

一実施形態によれば、検知コードは、少なくとも引張力を伝達できる必要がある。しかしながら、検知コードが、掘削工具の内部で検知デバイスを送るために同様に使用されるとき、検知コードは、起立力を同様に伝達できる必要がある、すなわち、検知コードは起立剛性(ｅｒｅｃｔｉｏｎ ｒｉｇｉｄｉｔｙ)を有するべきである。

一実施形態によれば、検知コードは、掘削されたホールから出ている部分と実質的に同じ転回位置を検知コードの遠位端が有するように、ねじり剛性(ｔｏｒｓｉｏｎ ｒｉｇｉｄｉｔｙ)を同様に有することができる。そして、掘削工具の内部での検知デバイスの回転位置は、検知コードの削岩機端で決定され得る。

一実施形態によれば、検知コードは、引っ張る力、押す力、および転回する力を伝達することができ、また同様に、データを送信することができる。

一実施形態によれば、検知コードは、少なくとも長手方向力を伝達するように構成される、エンベロープ、ケーシング、またはカバーを備えることができる。そして、コードの外側材料の内部に、ワイヤおよび他の感応型要素が位置することができる。そのため、エンベローピング材料は、例えば、データ伝送手段のための保護ケーシングを提供する。

一実施形態によれば、検知コードのデータ伝送フィーチャは、電気伝導率に基づくことができる、または代替的に、それは、光または無線周波数信号を伝送することに基づくことができる。

一実施形態によれば、検知コードは、アンテナとして役立つように構成される。そして、検知デバイスは、送信機を備え、上記アンテナと協働する。削岩機は、検知デバイスから信号を送信する受信機を備えることができる。

一実施形態によれば、削岩機は、検知コードを、長手方向にかつ掘削工具に対して移動させるための移送デバイスを備える。

一実施形態によれば、上記移送デバイスは、検知コードを、長手方向に少なくとも逆方向に掘削機に向かって移動させるように構成される。

一実施形態によれば、移送デバイスは、検知コードを、長手方向に掘削工具のドリルビットに向かって移動させ、検知コードを削岩機に向かって反転させるように構成される。換言すれば、移送デバイスは、開示される測定およびモニタリング器具を送り、反転させるときに利用される。

一実施形態によれば、移送デバイスは、検知コードを反転させるだけのために構成され、なぜならば、検知デバイスおよび接続された検知コードの送りが、加圧された流体流によって実行されるからである。そして、圧縮された空気または水は、検知デバイスの後端に方向付けることができ、流体流は、検知デバイスを掘削工具の遠位端に向かって運ぶ。検知デバイスまたはユニットの後端は、１つまたは複数の自由表面を備えることができるため、加圧された流体は自由表面に影響を及ぼすことができる。

一実施形態によれば、移送デバイスと接続状態で、または代替的に、移送デバイスから或る距離において、屈曲可能検知コードを巻き取るためのリールが存在することができる。

一実施形態によれば、移送デバイスと接続状態で、または代替的に、移送デバイスから或る距離において、屈曲可能検知コードを受け取るための格納空間が存在することができる。格納空間は、コードを空間の内部に適切に誘導することができる円形内側壁を有することができる。

一実施形態によれば、移送デバイスは、反転機能のためにだけ使用されるとき、ばね作動式であることができる。

一実施形態によれば、移送デバイスは、検知コードがその間を通過する少なくとも２つの対向するロールまたはホイールを備えるフィードアクチュエータ、および、軸方向力を検知コードに方向付けるためにロールまたはホイールの少なくとも一部を回転させるための少なくとも１つのモーターを備えることができる。

一実施形態によれば、移送デバイスと接続状態で、掘削工具の内部での検知デバイスの軸方向位置を決定するための、少なくとも１つの測定ホイールまたは対応する器具が存在することができる。

一実施形態によれば、移送デバイスと接続状態で、検知コードの回転位置を検出するための、少なくとも１つの検出器または測定器具が存在することができる。生成されるデータは、検知コードの対向する端部分において検知デバイスの位置を決定するために利用することができる。

一実施形態によれば、検知デバイスは、掘削されたホールの外に位置する少なくとも１つの制御ユニットとオンラインでデータ伝送する状態にあるように構成される。

一実施形態によれば、検知および測定は、掘削中に実行することができ、生成されるデータは、さらに遅延なしで送信することができる。

一実施形態によれば、検知デバイスまたはユニットは、削岩機の制御ユニットと有線データ伝送状態にある。

一実施形態によれば、検知デバイスまたはユニットは、削岩機の制御ユニットと無線データ伝送状態にある。

一実施形態によれば、開示される解決策は、削岩リグに関係し、削岩リグは、可動キャリアと、１つまたは複数の掘削ブームと、掘削ブームの遠位端部分にある掘削ユニットを備える。掘削ユニットは、フィードビームおよびフィードビーム上で可動に支持される削岩機を備える。掘削ユニットは、削岩中に検知データを提供するための検知手段をさらに備える。検知手段は、検知コードと共に、削岩機を通して掘削工具の中央フラッシング通路に挿入されるように構成される少なくとも１つの検知デバイスを備える。削岩機は、上記の先の実施形態で開示したフィーチャおよび課題をさらに備えることができる。

一実施形態によれば、開示される解決策は、削岩中に少なくとも１つの物理的フィーチャを測定する方法に関係する。方法は、削岩機および削岩機のシャンクに接続された掘削工具によってドリルホールの掘削を実行することを含む。方法は、掘削工具とは別体であり、削岩機を通して掘削工具の中央フラッシング通路に送られる１つまたは複数の検知デバイスによって掘削中に測定データを発生することをさらに含む。検知デバイスは、検知コードによって、フラッシング通路の内部で制御される。

一実施形態によれば、開示される方法は、検知コードによって掘削工具のフラッシング通路の内部で少なくとも１つの検知デバイスを支持することをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、フラッシング経路の内部のフラッシング流によって引き起こされる力によらず、少なくとも１つの検知デバイスの軸方向位置を、検知コードによって不変に維持することをさらに含む。換言すれば、挿入された少なくとも１つの検知デバイスの軸方向位置は検知コードによって決定される。

一実施形態によれば、開示される方法は、掘削工具の掘削コンポーネントの変更中に、少なくとも１つの検知デバイスを、シャンクの軸方向開口の内部に後退させることであって、それにより、検知デバイスがシャンクの構造によって保護される、後退させることをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、少なくとも１つの検知デバイスの軸方向位置を掘削工具に対して変更し、掘削工具の幾つかの異なる軸方向ロケーションで検知データを生成することをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、掘削中に、所定の測定シーケンスを自動的に実行することをさらに含む。測定シーケンスは、測定シーケンス中に、検知デバイスをフラッシング通路の内部で少なくとも２つの別個の位置に移動させることであって、それにより、幾つかの異なる測定が自動的に実行される、移動させることを含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、掘削作業中にオンライン測定を実行し、発生した測定データを、掘削されたドリルホールの外の少なくとも１つの制御ユニットにオンラインで送信することをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、測定データを、有線データ伝送経路を通して外部制御ユニットにオンラインで送信することをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、少なくとも１つの移送デバイスにより掘削工具の遠位端に向かって移動させられる検知コードによって、掘削工具のフラッシング通路の内部に少なくとも１つの検知デバイスを送り込むことをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、掘削工具のフラッシング通路の内部のフラッシング流体流によって、少なくとも１つの検知デバイスおよび検知コードをドリルビットに向かって送り、移送デバイスによってそれらを後退させることをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、削岩機に対する検知コードのフィード長さを測定することであって、それにより、少なくとも１つの検知デバイスと削岩機との間の距離を決定する、測定することをさらに含む。

一実施形態によれば、開示される方法は、耐トルク性検知コードを使用し、検知コードの中心軸に対する１つまたは複数の検知デバイスの位置を検出することをさらに含む。検知コードの転回位置は、ドリルホールの外に位置する検出器またはセンサによって検出することができる。検出器は、例えば、上記移送デバイスと接続状態にあることができる。

上記で開示される実施形態は、組み合わされて、上記フィーチャの解決策を有する必要とされる適した解決策を形成することができる。

幾つかの実施形態が、添付図面においてより詳細に述べられる。

地下掘削を行い、掘削ユニットを有する掘削ブームを備えるための削岩リグの略側面図である。 ダウンザホール（ＤＴＨ）掘削原理を実装する掘削ユニットの略側面図である。 検知コードを、削岩機を通して背後から掘削工具の内部に送るためのシステムを備える削岩機の略側面図である。 掘削工具の前端部分、および、掘削工具のフラッシング通路の内部に可動に配置された検知デバイスの概略かつ部分断面の図である。 工具ハンドリングプロセスの継続期間の間の、検知デバイスを受け取るための空間を備える回転要素の前端部分の概略かつ部分断面の図である。 測定部分を備える掘削工具の詳細の概略かつ部分断面の図であり、フラッシング通路は幅広化セクションを備える。 削岩機の検知コードフィードシステムの略側面図である。 検知コードの幾つかの目的を示す略ダイヤグラムである。 検知コードの移動に関係する幾つかのフィーチャを示す略ダイヤグラムである。 開示される解決策において実装することができる幾つかの考えられるセンサまたは測定デバイスを示す略ダイヤグラムである。 検知コードがそれを通して掘削工具のフラッシング通路の内部に挿入される回転ヘッドを備える削岩機の略側面図である。 ＤＴＨ掘削システム、および、掘削工具のフラッシング通路の内部の測定配置構成の略側面図である。 １つまたは複数の検知デバイスを備える幾つかの検知コードのうちの１つの検知コードの略側面図である。 １つまたは複数の検知デバイスを備える幾つかの検知コードのうちの１つの検知コードの略側面図である。 １つまたは複数の検知デバイスを備える幾つかの検知コードのうちの１つの検知コードの略側面図である。 １つまたは複数の検知デバイスを備える幾つかの検知コードのうちの１つの検知コードの略側面図である。

明確にするために、図は、開示される解決策の幾つかの実施形態を単純な方法で示す。図において、同様の参照数字は同様の要素を特定する。

図１は削岩リグ１を示す。削岩リグ１は、可動キャリア２およびキャリア２に接続された少なくとも１つのブーム３を備える。ブーム３の遠位端部分に、掘削ユニット４が存在する。掘削ユニット４は、フィードビーム５およびフィードビーム５上に支持された削岩機６を備えることができる。削岩機６は、掘削工具８を回転させるための回転デバイス７を備えることができる。削岩機６は、掘削工具に対して衝撃パルスを発生するための衝撃デバイス９をさらに備える。開示される削岩リグは、トップハンマー掘削原理を実装する。削岩リグ１は、受信した検知データおよび制御命令に基づいて動作を制御するように構成される１つまたは複数の制御ユニットＣＵ（ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）をさらに備える。

図２は、衝撃デバイス９を備えるＤＴＨ掘削ユニット４を開示し、衝撃デバイス９は、工具８の遠位端部分に位置し、ドリルビット１０のために衝撃パルスＰを発生する。衝撃デバイス９はドリルホール１１の内部に位置し、衝撃デバイス９は、通常、。加圧された空気によって動作する。そのため、圧力空気は、衝撃デバイス９を作動させるため、また同様に、掘削切削物を、形成されたドリルホール１１の外に(out of)フラッシングさせるために必要とされる。必要とされる圧力空気は、少なくとも１つの圧縮機を備える圧縮機システムによって発生される。掘削工具８は、掘削中に、回転デバイス７によって回転しＲ、また同様に、掘削方向Ａに送られるＦ。掘削工具８は、方向を反転することができるＢ。回転デバイス７は、図２に示さないフィードデバイスによってフィードビーム５上で可動である回転ヘッド１２の一部である。留意され得るように、掘削工具８は、幾つかの連続する伸長管またはコンポーネントおよびそれらの間の継手１３を備えることができる。

図１および図２で開示される削岩機６は測定システムを装備し、その実施形態は本出願において開示することができる。

図３は、削岩機６の回転デバイス７がシャンクなどの回転要素１４を回転させることを開示する。回転要素１４は、削岩機６の本体の前端部分に位置し、中央フラッシング通路１５を備える掘削工具８に接続される。明確にするため、フラッシング通路１５は図３において矢印によってだけ示される。工具８のフラッシング通路１５は、掘削切削物１８をドリルホール１１から外にフラッシングするため、加圧された水または空気などのフラシング剤を工具８の管状ロッド１７または掘削管を通してドリルビット１１まで送るためのフラッシングデバイス１６と流体接続状態にある。フラッシング通路１５の内部に、掘削工具８に対して別個の検知またはモニタリングコンポーネントである１つまたは複数の検知デバイス１９が存在する。検知デバイス１９は検知コード２０に接続され、それにより、検知デバイス１９は、掘削工具８の外の接続ポイントに連続して機械的に接続される。検知コード２０は細長い屈曲可能要素であり、細長い屈曲可能要素は、フラッシング通路１５の内部へのその挿入を容易にする。検知コード２０は、最初は、フィード開口２１を通して、削岩機６の内部に、その後、フラッシング通路１５の内部に送り込むことができる。検知コード２０の構造が屈曲可能であるため、フィード通路２１は、フラッシング通路１５の軸方向ラインと一直線にある必要はない。しかしながら、図３において、検知コード２０の後方送りが開示されるため、これは事実である。後カバー２２は、フィード通路２１ならびに必要とされる誘導およびシール手段を備えることができ、侵入を可能にする。検知コード２０および検知デバイス１９が掘削軸２３上に位置するとき、検知コード２０のフィードおよび支持手段と接続状態である回転要素は全く必要とされず、そのことは構造を簡略化する。１つまたは複数の検知デバイス２０によって生成される検知データは、有線または無線データ通信経路によって１つまたは複数の制御デバイスＣＵあるいは他の電気デバイスに送信することができる。

図４は、フラッシング通路１５の内部の検知デバイス１９を検知コード２０によってドリルビット１０に接近して支持することができ、また依然として、検知デバイス１９がドリルビット１０と接触状態になく、したがって、衝撃パルスおよび他の重い負荷を受けないことを開示する。図４は、検知デバイス１９がフラッシング通路１５の内部で移動することができることを同様に開示する。検知デバイス１９を、連続する掘削管の間の継手１３に移動することができる。

図５は、回転要素１４がその前端に開放空間２４を備えることができることを開示する。空間２４は、伸長ロッドまたは管システムが分解されるとき、検知コード２０によって後退されると、検知デバイス１９を受け取ることができる。

図６は、掘削工具８のロッドまたは管１７が、幅広化セクション２５を備える１つまたは複数の部分を備えることができることを開示する。幅広化セクション２５は、フラッシング流体が、フラッシング流における有意のスロットリングなしでフラッシング通路１５の内部を流れることを可能にする。幅広化セクションは、モニタリングのために興味深い掘削工具８の位置に位置することができる。

図７は、回転ヘッド１２および衝撃デバイス９を備える削岩機６を開示する。検知コード２０のためのフィード通路２１は、衝撃デバイス９の後端にあることができ、それにより、検知コード２０は軸方向に送られる。検知コード２０は、衝撃デバイスのパーカッションピストンまたは他の衝撃要素ＩＥ（ｉｍｐａｃｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）を通して送ることができる。検知コード２０は、移送デバイス２６によって移動することができる。移送デバイス２６は、対向する回転可能ローラー２７を備えることができ、回転可能ローラー２７の間を検知コード２０が通過する。検知コード２０の送り長さは、移送デバイス２６と接続状態で位置するフィード検出器２８によって測定することができる、または代替的に、検出は外部フィード検出器２９によって実行される。検出されるフィード長データは、制御ユニットＣＵに送信されて、掘削工具の内部の検知デバイス１９の位置を決定する。上記検出器２８、２９と接続状態で、その長手方向軸の周りの検知コード２０の回転を決定するための検知手段が同様に存在することができる。さらに、検知デバイス１９の検知データは、データ収集器３０によって受信することができ、データ収集器３０は、データをさらに制御ユニットＣＵに送信することができる。データ収集器３０は、回転ヘッド１２の外に位置することができ、検知デバイス１９と有線データ転送接続状態にあることができる。代替的に、第２のデータ収集器３１は、回転要素１４と接続状態で位置することができ、検知デバイス１９と有線または無線データ転送接続状態にあるように構成される。なおさらなる可能性は、検知デバイス１９が、無線送信機を備え、ドリルホールから後退するとき、または、データ伝送接続が利用可能であるときはいつでも、制御ユニットＣＵにデータを直接送信する３２ように構成されることである。

図７は、検知コード２０を側面フィード通路２１ａまたは２１ｂから交互に送ることができることをさらに開示する。側面フィード通路２１ａは回転ヘッド１２の側面に位置し、側面フィード通路２１ｂは回転要素１４の側面に位置する。

図８は、検知コードに関係する幾つかのフィーチャを開示する。これらの課題は、本文書において上記で論じられている。

図９は、検知コードの移動に関係する幾つかのフィーチャを開示する。掘削工具のフラッシング通路の内部で検知コードを移動させる幾つかの異なる可能性が存在する。異なる移動配置構成の組み合わせを同様に実装することができることに言及する。

図１０は、検知デバイスとして使用するのに適する幾つかの考えられるセンサまたは測定器具を開示する。検知デバイスは、２つ以上のセンサを備えることができ、それにより、異なるセンサの組み合わせを同様に実装することができる。

図１１において、１つまたは複数の検知デバイス１９は検知コード２０の構造に一体化される。検知コード２０は、フィード通路２１を通過し、回転ヘッド１２の回転要素１４を通過する。回転要素１４はモーターＭおよびトランスミッションギアリング３３によって回転する。さらに、回転要素１４の周りに、フラッシングデバイス１６に接続されたフラッシングハウジング３４が存在する。

図１２は、ＤＴＨ掘削において、検知デバイス１９を安全な方法で衝撃デバイス９の近傍Ｄにもたらすことができることを開示する。全ての他のフィーチャおよび課題は、本文書において上記で既に論じられている。

図１３〜１６は、幾つかの代替の検知コード２０および検知デバイス１９を開示する。図１３において、検知コード２０の前部分に１つの単一検知デバイス１９が存在する。図１４において、検知コード２０は幾つかの検知デバイス１９ａ〜１９ｃを備える。図１５において、検知コード２０自身が検知デバイス１９として役立つ。検知コードは、例えば、光ファイバーセンサであることができる。図１６において、検知コード２０の構造は、１つまたは複数の集積化検知デバイス１９を備える。集積化検知デバイス１９は、例えば、小型センサであることができる。検知コード２０は、金属ワイヤ、プラスチックまたは複合ストリング、あるいは、任意の他の適した屈曲可能でかつ細長い要素であることができる。

開示される検知またはモニタリングシステムならびに開示される検知コードおよび検知デバイスを、他のタイプの掘削リグおよび掘削機のために使用することができることに言及する。それにより、開示される解決策は、地下掘削、生産用掘削、ロングホール掘削、表面掘削、ベンチ掘削、探査掘削において、また、検知コードおよび検知デバイスをその内部に挿入することができる中空掘削工具を実装する任意の種類の掘削技法において実装することができる。

図面および関係する説明は、本発明の考えを示すことを意図されるだけである。その詳細において、本発明は、特許請求項の範囲内で変動する場合がある。

Claims (16)

1. 削岩機（６）において、
   本体と、
   衝撃デバイス（９）と、
   回転デバイス（７）と、
   回転要素（１４）であって、前記回転デバイス（７）によって回転要素（１４）の長手方向軸の周りに回転されるように構成され、前記本体の前端部分に位置し、中央フラッシング通路（１５）を備える掘削工具（８）に接続可能である、回転要素（１４）と、
   少なくとも１つの検知デバイス（１９）とを備える、削岩機（６）であって、
   フィード通路（２１）と、
   前記フィード通路（２１）を通して前記接続可能掘削工具（８）の前記中央フラッシング通路（１５）に挿入されるように構成される細長い屈曲可能要素である検知コード（２０）とをさらに備え、
   前記フィード通路（２１）は前記衝撃デバイス（９）を通過するように構成され、
   前記検知デバイス（１９）は前記検知コード（２０）と接続状態にあることを特徴とする、削岩機。
2. 前記フィード通路（２１）は、削岩機（６）全体を通して軸方向に延在し、それにより、前記検知コード（２０）の送りは後方送り原理を実装することを特徴とする、請求項１に記載の削岩機。
3. 前記フィード通路（２１）は、前記削岩機の側面上に第１の開口を有し、前記フィード通路（２１）の第２の開口は、前記フラッシング通路（１５）と接続状態にあり、それにより、前記検知コード（２０）の送りは側面送り原理を実装することを特徴とする、請求項１に記載の削岩機。
4. 前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）は、前記検知コード（２０）の遠位端部分に接続されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の削岩機。
5. 前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）は、以下：オーディオセンサ、温度センサ、加速度センサ、力センサ、位置センサ、カメラ、ジャイロスコープ、または電磁センサのうちの１つであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の削岩機。
6. 前記検知コード（２０）は少なくとも１つのデータ伝送要素を備え、それにより、前記検知コード（２０）には、機械的力伝達要素として及びデータ伝送要素として役立つという２つの目的があることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の削岩機。
7. 前記検知コード（２０）を、長手方向にかつ前記掘削工具（８）に対して移動させるための移送デバイス（２６）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の削岩機。
8. 前記検知デバイスは、掘削されたホール（１１）の外に位置する少なくとも１つの制御ユニットにオンラインでデータ伝送する状態にあるように構成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の削岩機。
9. 前記フィード通路（２１）は、前記衝撃デバイス（９）の衝撃要素（ＩＥ：ｉｍｐａｃｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）を通過するように構成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の削岩機。
10. 削岩リグ（１）において、
    可動キャリア（２）と、
    少なくとも１つの掘削ブーム（３）と、
    前記掘削ブーム（３）の遠位端部分にある掘削ユニット（４）であって、フィードビーム（５）および前記フィードビーム（５）上で可動に支持される削岩機（６）を備える、掘削ユニット（４）とを備え、
    前記掘削ユニット（４）は、削岩中に検知データを提供するための検知手段を備える、削岩リグ（１）であって、
    前記検知手段は、検知コード（２０）と共に、前記削岩機（６）を通して掘削工具（８）の中央フラッシング通路（１５）に挿入されるように構成される少なくとも１つの検知デバイス（１９）を備え、前記削岩機（６）は請求項１〜９に係わることを特徴とする、削岩リグ（１）。
11. 削岩中に少なくとも１つの物理的フィーチャを測定する方法において、
    削岩機（６）および前記削岩機（６）のシャンク（１４）に接続された掘削工具（８）によってドリルホールの掘削を実行すること、および、
    少なくとも１つの検知デバイス（１９）によって測定を実現することを含む、方法であって、
    前記掘削工具（８）とは別体の前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）によって掘削中に測定データを生成すること、
    前記少なくとも１つの別体の検知デバイス（１９）を、前記削岩機（６）の衝撃デバイス（９）を通して前記掘削工具（８）の中央フラッシング通路（１５）に送ること、および、
    検知コード（２０）によって、前記フラッシング通路（１５）の内部の前記検知デバイス（１９）を制御することを特徴とする、方法。
12. 前記検知コード（２０）によって、前記掘削工具（８）の前記フラッシング通路（１５）の内部で前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）を支持することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）の軸方向位置を、前記掘削工具（８）に対して変更し、前記掘削工具（８）の幾つかの異なる軸方向ロケーションにおいて検知データを生成することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記掘削作業中にオンライン測定を実行し、前記生成された測定データを、オンラインで、掘削されたドリルホール（１１）の外の少なくとも１つの制御ユニット（ＣＵ：ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）に送信することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 少なくとも１つの移送デバイス（２６）により前記掘削工具（８）の遠位端に向かって移動させられる前記検知コード（２０）によって、前記掘削工具（８）の前記フラッシング通路（１５）の内部に前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）を送り込むことを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記削岩機（６）に対する前記検知コード（２０）のフィード長を測定することであって、それにより、前記少なくとも１つの検知デバイス（１９）と前記削岩機（６）との間の距離を決定する、測定することを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。

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